基于Web技术的实验设备管理模式探索

黄式东+薛瑞+方莹莹

摘要：为了解决当前实验室开放程度不高，实验设备使用率低的问题，最大限度地发挥多个实验室设备的使用价值和各个实验室资源优势，同时方便用户的使用。本文基于Web技术提出了新的实验设备管理模式，该模式能够实现跨实验室有效配置实验资源，同时可以方便用户使用和实验室管理人员的管理。

关键词：设备管理模式；Web技术；创新驱动发展

一、引言

创新改变中国，创新改变世界。习近平指出：“创新是国家和企业发展的必由之路。”2013年7月17日，习近平到中国科学院考察工作时强调：“科技兴则民族兴，科技强则国家强，要结合实际坚持运用我国科技事业发展经验，积极回应经济社会发展对科技发展提出的新要求，深化科技体制改革，增强科技创新活力，集中力量推进科技创新，真正把创新驱动发展战略落到实处。”近年来，Web技术的出现深刻地改变了人们的生活。比如，现在的购物方式，人们通过京东商城，淘宝，Amazon这些平台来实现；现在的教育活动，人们通过MooC平台来实现知识的获取；目前的支付活动，人们通过网上银行，支付宝，微信支付来实现；现在的交通方式，人们通过滴滴打车、Uber来实现。基于这些改变，探索新形势下实验设备管理模式变得十分必要。为了更好地实现创新发展，在实验设备管理领域也要积极探索新的管理模式，最大限度地发挥实验设备的使用价值。张勇，肖利，针对开放性实验教学模式中实验开放管理这一难点，基于.net技术，开发了基于Web的实验教学管理系统，使用该系统可以进行实验预约、材料管理和成绩管理；范开涛、瓮南针对实验教学开发了实验教学管理系统，将实验设备纳入统一管理，同时将实验资源与教学活动链接起来，从而提高实验教学组织管理效率。

借助于计算机相关技术，当前的实验设备管理得到了很大提高，但是当前的管理模式中仍然存在一些制约因素。目前的实验设备处于闲置的时间比较长，这样不能最大限度地发挥实验设备的价值；同时存在实验室多数情况对一般人员并不开放，开放程度不够高；不同实验设备往往分布在多个地方，不同的实验室中，但是一个实验的完成可能会涉及多个实验室中的多个设备，当前的实验管理模式不能实现跨实验室配置实验资源，这种情况制约了一些大型复杂实验的开展，限制了科技的快速发展；同时当前实验管理平台不能够很好地为用户提供在线查询设备使用方法的功能。为了解决实验设备管理中的这些问题，本文基于Web技术探索新型实验设备管理模式。

二、实验设备管理模式探索

1.基于Web技术的实验设备管理模式

为了解决当前实验室和实验设备使用率低的问题，最大限度地发挥其价值。本文设计了基于Web技术的实验设备管理模式，主要包括用户实体，包括学生、教师、管理员、社会人员等；主要有用户编号、用户姓名、用户身份信息、用户类别这些属性；实验室实体，主要有实验室编号、实验室名称、实验室地址、实验室简介等属性；设备实体，主要有设备编号、设备名称、设备简介等属性；实际情景中，设备和实验室之间有一种库存关系、入库关系和出库关系，系统的核心E-R图如图1所示。当实验室添置新的实验设备时，或者实验设备外借归还后，管理员负责完成实验设备的入库操作；当实验设备外借或报废时，管理人员负责实验设备的出库操作；入库和出库都会影响实验设备的库存信息，具体过程如表1，表2，表3所示；普通用户可以通过手机，电脑等移动设备，可以方便地查询实验设备的库存信息，是否能够满足自己的实验需求，从而预约所需要的实验设备。在实验室管理员的批准后，可以到相应的实验室取实验设备；实验设备出库后，会产生出库信息表，能够清晰描述用户的出库信息，然后管理员修改库存信息；用户使用之后，归还到相应的实验室，管理员负责完成入库操作，产生入库信息表，能够清晰反映入库信息，然后修改实验设备的库存信息，方便其他用户查阅实验设备的库存状态。基于该模式，实验之前，用户可以提交实验操作；实验过程中，用户可以在线记录实验过程中的数据和结果；实验结束后，用户可以方便地在线处理实验数据，并生成所需的实验报告。

2.实验设备管理模式实现方法

为了方便用户使用，该实验设备管理模式的实现方法可以基于现有的Web技术，尤其是Java Web的相关技术。首先可以借鉴MVC设计模式，如图2所示。使用该模式可以使得多个视图对应于一个模型，同时当模型发生变化时，也容易维护。其次，一个应用被分为三层，有时候改变其中一层就能满足应用的变更，当一个应用的业务流程发生改变时只需要改动MVC的模型层即可。这样实施使得控制层也很有效，它把不同的模型和不同的视图组合在一起完成不同的请求，因此控制层在一定程度上实现了用户请求权限的管理。最后，还有利于软件工程化管理。在具体的实现过程中，可以使用已有的Java Web框架Struts，Spring和Hibernate。

首先通过JSP页面实现交互界面，负责接收请求和传送响应，然后使用Struts框架，根据配置文件将接收到的请求委派给相应的动作类处理。管理服务组件Spring容器负责向动作类提供业务模型组件和该组件的协作对象-数据处理组件，从而完成业务逻辑，并提供事务处理、缓冲池等容器组件以提升系统性能和保证数据的完整性。而在持久层中，则依赖于Hibernate框架的对象化映射与数据库进行交互，处理数据操作组件请求的数据，并返回处理结果。使用这种设计模式可以加快系统的实现过程，同时系统各个模块之间有比较低的耦合性，方便系统的后期变更和维护。

结语

本文基于Web技术，提出的实验管理模式，能够方便地实现跨单位、跨实验室方式来管理实验设备；同时普通用户能够在线查询设备当前状态，从而预约所需的实验设备，这样能够最大限度地发挥各单位的实验设备的功能，为社会创造价值，真正实现调动一切社会资源服务于创新发展；然后本文给出了该设备管理模式的具体实现方法，能够加快系统的实现过程，同时实现系统模块之间的低耦合性。基于该平台，将来希望能够在实验操作提交，实验数据记录和实验结果处理等环节，进行更加深入的研究，使用户在使用这些功能的过程中能够具有更好的用户体验。

参考文献：

[1]慎海雄.真正把创新驱动发展战略落到实处[N].望，2013（30）：1.

[2]张勇，肖利.基于WEB的实验教学管理系统的设计[J].吉林师范大学学报（自然科学版），2009（04）： 112-115.

[3]范开涛，瓮南.基于Web技术的实验教学管理系统设计[J].实验科学与技术，2015，13（6）：51-57.

[4]陈云芳.精通Struts2—基于MVC的Java Web应用开发实战[M].人民邮电出版社，2008：4-7.

作者简介：

黄式东（1987- ），男，河南信阳人，助教，硕士，研究方向：数据存储技术。